JP3333960B2 - Method for producing hydrochloride and caustic amino acid using water splitting by electrodialysis - Google Patents

Method for producing hydrochloride and caustic amino acid using water splitting by electrodialysis

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Abstract

The invention uses a stack of three compartment electrodialysis cells in a process for the production amino acid hydrochloride and an alkali. The electrodialysis cell contains bipolar, cation and anion membranes which are arranged to form acid, base and salt compartments. The process begins with supplying a salt solution to the salt compartment, water to the base compartment, and a liquid comprising an amino acid to the acid compartment. Preferably, the feed salt is sodium chloride or potassium chloride or lithium chloride. A direct current driving force is applied across the cell to convert the salt solution to an alkali in the base compartments and an amino acid hydrochloride in the acid compartment. The acid and alkali solutions and a depleted salt solution are withdrawn from their respective compartments. A chelating agent may be added to the salt solution before it is fed into the electrodialysis cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電気透析による水分
裂を利用して、塩と適切なアミノ酸を出発原料として用
いて、アミノ酸の塩酸塩と苛性ソーダを併産する方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for co-producing a hydrochloride salt of an amino acid and caustic soda by utilizing water splitting by electrodialysis, using a salt and an appropriate amino acid as starting materials.

【0002】本発明は次の(a)から(d)の知見を基
本にして考案されたものである。(a)電気透析セルの
酸製品ループ中に生成するアミノ酸の塩酸塩はそのルー
プ内に安定に保持される。このようにループ内に保持さ
れることで、商品として市販するに足る純度を持つ苛性
を併産することが可能となる。アミノ酸成分が酸ループ
内に確実に保持されるということは、たとえアミノ酸の
供給液にカルシウムやマグネシウムのような不純物が存
在していても、アミノ酸の供給液をコストのかかる精製
にかける必要がないということを意味している。(b)
塩酸塩をその場で生成させるためにバイポーラ膜を通過
する塩素が実質的に減少し、その結果、単に塩を苛性ソ
ーダと塩酸に転化させる方法により得られる苛性の品質
よりすぐれた品質の苛性を製造することができる。
(c)この塩酸塩の製造法は、プロセス効率が高く、ト
ータルの製造コストが低減される。(d)高濃度の塩酸
塩を効率的に、生産・加工することができる。
The present invention has been devised based on the following findings (a) to (d). (A) The hydrochloride salt of the amino acid generated in the acid product loop of the electrodialysis cell is stably retained in the loop. By being held in the loop in this way, it becomes possible to produce coexisting caustic with a purity enough to be marketed as a commercial product. Ensuring that amino acid components are retained in the acid loop means that the amino acid feed does not need to be subjected to costly purification, even if impurities such as calcium and magnesium are present in the feed. It means that. (B)
Chlorine passing through the bipolar membrane to generate the hydrochloride salt in situ is substantially reduced, thereby producing caustic of superior quality than that obtained by simply converting the salt to caustic soda and hydrochloric acid. can do.
(C) The method for producing the hydrochloride has high process efficiency and reduces the total production cost. (D) Highly concentrated hydrochloride can be efficiently produced and processed.

【0003】本発明の方法は、バイポーラ膜、陽イオン
交換膜、陰イオン交換膜を持つ、3隔室式電気透析(E
D)セルで実施される。バイポーラ膜とは、水を分裂さ
せ、陰イオンや陽イオンは通さない膜である。通常、セ
ルへの塩の供給液はほとんど飽和状態の液で、岩塩(ま
たは同様の塩原料)を新規な水および/またはセルから
戻ってくる消耗した水を使用して溶解させたものであ
る。次いで、高濃度の塩溶液はpH調整/濾過、さらに
場合によっては仕上げ用のイオン交換樹脂を使用して精
製される。精製された水溶液はセルの塩ループに供給さ
れる。
The method of the present invention comprises a three compartment electrodialysis (E) having a bipolar membrane, a cation exchange membrane and an anion exchange membrane.
D) Implemented in the cell. A bipolar membrane is a membrane that splits water and does not allow anions or cations to pass. Typically, the salt feed to the cell is almost saturated, and is the dissolution of rock salt (or similar salt source) using fresh water and / or depleted water returning from the cell. . The highly concentrated salt solution is then purified using pH adjustment / filtration and optionally a finishing ion exchange resin. The purified aqueous solution is supplied to the salt loop of the cell.

【0004】塩ループにエチレンジアミン四酢酸(ED
TA)のようなキレート剤/金属イオン封鎖剤を少量加
えると、残存している多価陽イオンの不純物(特にカル
シウム)に対してキレート作用があり、陽イオン交換膜
の汚染を防ぐことができるので、プロセスの信頼性を向
上するのに効果がある。塩酸塩の製造の選択性・効率が
高いために塩ループが塩基性(pH>7)に保たれるこ
とになり、それによって(多価陽イオン不純物との)キ
レート錯体の安定性や溶解性が促進されるために、この
キレート作用はさらに強力になる。したがって、錯体は
塩ループ内に保持されることになる。このため通常は、
塩供給液を仕上げ用イオン交換樹脂にかける必要は必ず
しもない。
In the salt loop, ethylenediaminetetraacetic acid (ED
When a small amount of a chelating agent / sequestering agent such as TA) is added, it has a chelating effect on the remaining polyvalent cation impurities (especially calcium), thereby preventing contamination of the cation exchange membrane. Therefore, it is effective in improving the reliability of the process. The high selectivity and efficiency of the production of the hydrochloride salt will keep the salt loop basic (pH> 7), thereby ensuring the stability and solubility of the chelate complex (with polycationic impurities) Is promoted, so that the chelating action becomes even stronger. Thus, the complex will be retained in the salt loop. For this reason, usually
It is not necessary to apply the salt feed to the finishing ion exchange resin.

【0005】本発明の方法は、種々のアミノ酸の塩酸塩
の生産ならびに、高品質の苛性の併産に使用することが
できる。本方法は、関連するアミノ酸が塩基性のもの
(アルギニン、リシン、ヒドロキシリシン、ヒスチジ
ン)や、3つ以上の炭素を持つ場合にその塩酸塩を製造
するのに特に有用である。本発明の方法は、特にリシン
塩酸塩の製造に有用である。処理する塩の種類(NaC
lまたはKClまたはLiCl)によって、併産される
塩基は、苛性ソーダ(NaOH)または苛性カリ(KO
H)または水酸化リチウムとなる。
The process of the present invention can be used for the production of hydrochlorides of various amino acids, as well as for the co-production of high quality caustic. The method is particularly useful for producing the basic amino acids (arginine, lysine, hydroxylysine, histidine) and the hydrochloride salts where there are more than two carbons. The method of the present invention is particularly useful for producing lysine hydrochloride. Type of salt to be treated (NaC
l or KCl or LiCl), the base produced is caustic soda (NaOH) or caustic potash (KO).
H) or lithium hydroxide.

【0006】アミノ酸は糖類の発酵法や化学合成法によ
って商業的規模で生産されている。これらの多くはその
塩酸塩の形で単離されたり販売されたりしている。リシ
ン塩酸塩もその一例で、精製したリシン塩基を濃塩酸と
反応させることで生産されている。使用される酸はたい
ていは、副生品業者または、塩素−アルカリ製造業者か
ら購入する。彼らは、塩素を水素と反応させ、生成する
塩化水素ガスを水に溶解させて濃塩酸を作っている。塩
酸の購入費は通常かなり高いものとなる。また、酸を取
扱おうとすると、供給、配送、安全という問題に取り組
まざるを得ない。
Amino acids are produced on a commercial scale by sugar fermentation or chemical synthesis. Many of these have been isolated or sold in their hydrochloride form. Lysine hydrochloride is one example, and is produced by reacting purified lysine base with concentrated hydrochloric acid. The acids used are often purchased from by-products or chlor-alkali manufacturers. They make concentrated hydrochloric acid by reacting chlorine with hydrogen and dissolving the resulting hydrogen chloride gas in water. The cost of purchasing hydrochloric acid is usually quite high. Also, when dealing with acids, supply, delivery, and safety issues must be addressed.

【0007】塩から直接に苛性と塩酸を製造するもう一
つの方法として、バイポーラ膜を使用した電気透析(E
D)がある。バイポーラ膜は水を分裂させ、陰イオン、
陽イオンのいずれも通さない。
Another method of producing caustic and hydrochloric acid directly from salt is electrodialysis (E) using a bipolar membrane.
D). Bipolar membranes split water, anions,
Does not pass any of the cations.

【0008】図1に本発明を実施するための3隔室式セ
ルを示した。セルには、バイポーラ膜(記号−+)4
6、陰イオン交換膜(−)50、陽イオン交換膜(+)
48があり、この順を繰り返しながら並べてある。膜と
膜の間が電気透析セルの3つの隔室となり、酸室
(A)、塩基室(B)、塩室(S)と名付けられてい
る。膜と隔室を総合して「ユニットセル」、または単に
「セル」と呼ぶ。多数の(おそらく100から200
の)そのようなセルが、一組の電極(陽極+と陰極−)
の間に組み込まれて、コンパクトな「電気透析スタッ
ク」を形成している。
FIG. 1 shows a three-compartment cell for carrying out the present invention. The cell contains a bipolar membrane (symbol-+) 4
6. Anion exchange membrane (-) 50, cation exchange membrane (+)
48, which are arranged while repeating this order. The space between the membranes constitutes three compartments of the electrodialysis cell, which are named acid chamber (A), base chamber (B) and salt chamber (S). The membrane and compartment are collectively referred to as a "unit cell" or simply a "cell". Many (possibly 100 to 200
Such a cell consists of a set of electrodes (anode + and cathode-)
And form a compact "electrodialysis stack".

【0009】塩溶液の供給流れが、陽イオン交換膜と陰
イオン交換膜にはさまれた塩室Sに入る。図1に見られ
るように、水がバイポーラ膜46の両側にある酸室Aと
塩基室Bに入る。直流電流を印加して推進力を与える
と、バイポーラ膜のところで生成したH+とOH- イオ
ンはそれぞれ、酸室Aと塩基室Bに移動する。同時に、
塩(NaCl)の解離によって生成したCl-とNa+
イオンはそれぞれ陰イオン交換膜50と陽イオン交換膜
48を通過していく。塩基室Bでは、Na+イオンがO
-イオンと結合して、塩基製品ができる。同様にし
て、酸室AではCl-とH+が結合して酸製品ができる。
全体をあわせれば、塩(NaCl)から、相対的に純粋
な酸(HCl)と塩基(NaOH)製品ができたことに
なる。
The supply flow of the salt solution enters a salt chamber S sandwiched between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. As shown in FIG. 1, water enters the acid chamber A and the base chamber B on both sides of the bipolar membrane 46. When a direct current is applied to give a propulsive force, H + and OH ions generated at the bipolar film move to the acid chamber A and the base chamber B, respectively. at the same time,
Cl and Na + ions generated by dissociation of the salt (NaCl) pass through the anion exchange membrane 50 and the cation exchange membrane 48, respectively. In the base chamber B, Na + ions
Combined with H - ions to form a base product. Similarly, in the acid chamber A, Cl and H + combine to form an acid product.
Taken together, the salt (NaCl) produces a relatively pure acid (HCl) and base (NaOH) product.

【0010】 NaCl + H2O = NaOH + HClNaCl + H 2 O = NaOH + HCl

【0011】設備費およびエネルギー費の両面で、ED
法は塩素−アルカリ法よりもコストが低い。しかし、E
D法では、希薄な塩酸(2〜7重量%)と希薄な苛性ソ
ーダ(5〜18重量%)しか製造できない。希薄な酸か
ら濃塩酸を製造しようとすると、さらに費用をかけて濃
縮する必要がある。
In terms of both equipment and energy costs, ED
The method is less costly than the chlor-alkali method. But E
In method D, only dilute hydrochloric acid (2 to 7% by weight) and dilute caustic soda (5 to 18% by weight) can be produced. Attempts to produce concentrated hydrochloric acid from dilute acids require more costly concentration.

【0012】さらに、バイポーラ膜は完全な透過選択性
をもっているわけではないので、少量のCl-やNa+
イオンがバイポーラ膜を通過し、製品を汚染する。すな
わち、苛性製品に少量の塩素イオンが混入し、酸製品に
少量のナトリウムイオンが混入する。塩から希薄な酸お
よび塩基を製造すると、併産される苛性製品には1〜4
モル%の塩素が入り、酸製品には2〜5.5モル%のナ
トリウムが混入することが報告されている(K.N. Mani,
"Electrodialysis Water Splitting Technology", J.
Membrane Sci., (1991), vol. 58, 117-138)。 この程
度の混入があると、原料(すなわちNaCl)のロスや
製品である酸や塩基の価値が下がるという問題がおきて
くる。
Furthermore, since bipolar membranes do not have complete permselectivity, small amounts of Cl - and Na + ions pass through the bipolar membrane and contaminate the product. That is, a small amount of chloride ion is mixed in the caustic product, and a small amount of sodium ion is mixed in the acid product. The production of dilute acids and bases from salts can lead to 1-4
Mole percent chlorine and acid products have been reported to be contaminated with 2-5.5 mole percent sodium (KN Mani,
"Electrodialysis Water Splitting Technology", J.
Membrane Sci., (1991), vol. 58, 117-138). When such a degree of contamination is present, there arises a problem that the raw material (that is, NaCl) is lost, and the value of the product acid or base is reduced.

【0013】苛性および/または酸の純度を改善する方
法として、2枚以上のバイポーラ膜を用いた多室セルを
使用するものがあり、これは、米国特許第4,976,
838号、同第5,135,626号、同第5,16
2,076号、同5,198,086号、同5,20
0,046号などに記載されている。しかし、これらの
特許にあるセル構造は3隔室式セルよりも複雑で、高価
となる。
One way to improve the caustic and / or acid purity is to use a multi-chamber cell with two or more bipolar membranes, as disclosed in US Pat.
No. 838, No. 5,135,626, No. 5,16
2,076, 5,198,086, 5,20
No. 0,046. However, the cell structures in these patents are more complex and expensive than three-compartment cells.

【0014】注目すべきは、アミノ酸を濃塩酸HClと
反応させてアミノ酸の塩酸塩を製造する方法では、ある
程度の量のナトリウムが混入していても大きな問題には
ならないということである。それは、塩酸塩製品は結晶
化させて溶液から取り出すのが普通だからである。しか
しながら、塩酸塩にナトリウムが混入するのは、経済的
には問題ではある。塩とアミノ酸を原料に使って、アミ
ンの塩酸塩を直接製造することが可能な、新規な方法が
求められている。併産される苛性が高品質で市販可能で
あることも重要である。
It should be noted that in the method of producing the hydrochloride of an amino acid by reacting the amino acid with concentrated hydrochloric acid HCl, even if a certain amount of sodium is mixed, it does not cause a serious problem. This is because the hydrochloride product is usually crystallized and removed from solution. However, the inclusion of sodium in the hydrochloride is economically problematic. There is a need for a novel method that can directly produce an amine hydrochloride using salts and amino acids as raw materials. It is also important that the co-produced caustic be of high quality and marketable.

【0015】本発明の特徴となるのは、アミノ酸の塩酸
塩とアルカリを製造する方法を、バイポーラ膜、陽イオ
ン交換膜、陰イオン交換膜からなる3隔室式電気透析セ
ルによって実施することである。これらの膜によって、
酸室、塩基室、塩室を区分けしている。
A feature of the present invention is that the method for producing an amino acid hydrochloride and an alkali is carried out by a three-compartment electrodialysis cell comprising a bipolar membrane, a cation exchange membrane, and an anion exchange membrane. is there. With these membranes,
An acid room, a base room, and a salt room are divided.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本方法は、まず、塩溶液
の供給流れを塩室に、水を塩基室に、アミノ酸を含む液
を酸室に供給して塩の解離をさせることから始まる。塩
の供給流れは塩化ナトリウムまたは塩化カリウムである
ことが好ましい。次いで直流電流を印加して推進力を与
えると、塩が分解して塩基室ではアルカリに、酸室では
アミノ酸の塩酸塩にと変化する。それから、酸製品、ア
ルカリ製品、それに消耗した塩溶液がそれぞれの隔室か
ら排出される。
SUMMARY OF THE INVENTION The method begins by supplying a salt solution feed stream to a salt chamber, water to a base chamber, and a liquid containing amino acids to an acid chamber to dissociate the salt. . Preferably, the salt feed stream is sodium chloride or potassium chloride. Then, when a direct current is applied to give a propulsive force, the salt is decomposed and changed into an alkali in the base chamber and a hydrochloride of an amino acid in the acid chamber. The acid product, the alkali product, and the spent salt solution are then drained from each compartment.

【0017】好ましくは、塩溶液の供給流れは、塩室へ
の導入に先立って、多価夾雑物を好ましい低いレベルに
下げるために、精製をしておく。また、キレート剤を塩
溶液供給流れに、電気透析セルに供給する前に加えてお
くのも良い。このようにしてアミノ酸の塩酸塩を製造す
ると、併産する苛性の中への塩素の混入も実質的に抑制
される(すなわちより純度の高い苛性併産)。本発明お
よびその実施形態は、以上の明細書を次の図面とともに
読めば、明らかになるであろう。
[0017] Preferably, the feed stream of the salt solution is purified prior to introduction into the salt chamber to reduce polyvalent contaminants to a preferably low level. It is also possible to add a chelating agent to the salt solution supply stream before supplying it to the electrodialysis cell. The production of the hydrochloride salt of the amino acid in this manner also substantially suppresses the incorporation of chlorine into the co-produced caustic (that is, co-produced with higher purity). The present invention and its embodiments will become apparent from the above specification when read in conjunction with the following drawings.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】バイポーラ膜を使ったEDプロセ
スでは、酸ループの中でアミノ酸をそこで生成した塩化
水素と直接反応させて塩酸塩を製造することができ、そ
れにより、濃塩酸を扱う時の危険性やコストの問題が避
けられることを本発明者は見出した。セルの酸ループの
中で起きている反応とは、アミノ酸を、そこで生成した
濃HCl(30〜35重量%)と反応させているのであ
る。従来技術で起きていたような、製品が希釈されると
いう問題は起きない。その結果、本発明の方法によって
製造したアミノ酸の塩酸塩は、購入した(濃)塩酸を使
用して別途に反応させている現行プロセスにより製造さ
れたものと本質的に同等の品質を持っている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In an ED process using a bipolar membrane, the amino acid can be directly reacted with the hydrogen chloride formed therein in an acid loop to produce the hydrochloride salt, thereby making concentrated hydrochloric acid available. The present inventor has found that the problems of danger and cost can be avoided. The reaction occurring in the acid loop of the cell is the reaction of the amino acid with the concentrated HCl (30-35% by weight) produced there. The problem of product dilution does not occur as in the prior art. As a result, the hydrochloride salt of the amino acid produced by the method of the present invention has essentially the same quality as that produced by the current process in which the purchased (concentrated) hydrochloric acid is separately reacted. .

【0019】その場ですぐに製品に転化させるという考
えは、上述のK.N.マニ(K.N.Mani)の文献
にも記されている。そういった転化の一つの例が、SO
XAL(登録商標)プロセスで、バイポーラEDセル中
で発生した苛性を重亜硫酸ナトリウムと中和させて、亜
硫酸塩を作るものである(米国特許第4,082,83
5号、同第4,107,015号、同第5,281,3
17号)。
The idea of converting immediately into a product on the spot is described in K. N. It is also described in the literature of KN Mani. One example of such a conversion is SO
In the XAL® process, the caustic generated in the bipolar ED cell is neutralized with sodium bisulfite to produce sulfite (US Pat. No. 4,082,83).
No. 5, No. 4,107,015, No. 5,281,3
No. 17).

【0020】しかしながら、アミノ酸の塩酸塩を製造す
るための本発明は、以下の点で特異的かつ新規である。 ・危険な化学物質(すなわち、濃HCl)の製造、取扱
い、輸送が不要でありながら、それでも製品の品質や濃
度が損なわれてはいない。 ・驚くべき事には、塩酸塩は酸ループの中にきわめて効
果的に保持される。その結果、併産される苛性ソーダは
「無色透明」で、その中にはアミノ酸(実験で主として
用いたアミノ酸はリシンである)の存在は検出できな
い。したがって苛性の品質は高いものである。それと同
時に、塩ループもやはり無色透明で、検出可能な量のリ
シンは入ってきていない。これらの事実は、EDセルの
パイロット設備でリシン塩酸塩製造試験を長期(120
0時間以上)にわたっておこなって実証・確認できた。
However, the present invention for producing an amino acid hydrochloride is specific and novel in the following points. The production, handling and transport of hazardous chemicals (ie concentrated HCl) is not required, yet the quality and concentration of the product is not compromised. Surprisingly, the hydrochloride is very effectively retained in the acid loop. As a result, the co-produced caustic soda is “colorless and transparent”, in which the presence of an amino acid (the amino acid mainly used in the experiment is lysine) cannot be detected. Therefore, the caustic quality is high. At the same time, the salt loop is still colorless and transparent, with no detectable amount of lysine. These facts indicate that lysine hydrochloride production test was carried out for a long time (120
(0 hours or more).

【0021】塩酸塩がこのようにしっかりと保持されて
いるので、たいていのアミノ酸の製造においても有用だ
と考えられる。この結果が得られたのは、一つには、ア
ミノ酸分子のサイズが大きいためである(すなわち、イ
オン交換膜による排除体積効果がある)。また、別な理
由としては、アミノ酸の特異な性質のために、酸ループ
の境界膜の付近で好適なイオンの形をとっていることも
ある。(「Dianion(登録商標) Manual
of Ion Exchange Resin an
d Synthetic Adsorbent」 Vo
lume II, page 118, Mitsub
ishi Kasei Corporation(19
92)参照)。イオンの形をとっていると、アミノ酸を
酸ループから移動できない、すなわち、イオンは陽イオ
ン性のバイポーラ膜の表面近くでは酸性であり、陰イオ
ン交換膜の表面近くでは中性(またはむしろアルカリ
性)だからである。バイポーラ膜の陽イオン性表面では
Because the hydrochloride salt is so firmly retained, it is considered useful in the production of most amino acids. This result was obtained, in part, because of the large size of the amino acid molecules (ie, there is an excluded volume effect due to the ion exchange membrane). Another reason is that due to the unique properties of amino acids, they are in a favorable ionic form near the boundary membrane of the acid loop. ("Dianion (registered trademark) Manual
of Ion Exchange Resin an
d Synthetic Adsorbent "Vo
lume II, page 118, Mitsub
ishi Kasei Corporation (19
92)). In the form of ions, the amino acids cannot move out of the acid loop, ie, the ions are acidic near the surface of the cationic bipolar membrane and neutral (or rather alkaline) near the surface of the anion exchange membrane. That's why. On the cationic surface of the bipolar membrane

【0022】[0022]

【式1】 (Equation 1)

【0023】陰イオン交換膜の表面では、On the surface of the anion exchange membrane,

【0024】[0024]

【式2】 [Equation 2]

【0025】このプロセスの概略図を図2に示したが、
ここでは、供給アミノ酸としてリシン(「Ly」と表
記)を用いている。酸ループ(A)では、供給されたリ
シンは、バイポーラ膜で生成したプロトン(H+ )およ
び陰イオン交換膜を通過してきた塩素イオンと反応し
て、リシン塩酸塩(lysine・HCl)を生成す
る。
A schematic diagram of this process is shown in FIG.
Here, lysine (expressed as “Ly”) is used as the supplied amino acid. In the acid loop (A), the supplied lysine reacts with protons (H + ) generated in the bipolar membrane and chloride ions passing through the anion exchange membrane to generate lysine hydrochloride (lysine · HCl). .

【0026】リシンにはアミノ基が二つある。したがっ
て、バイポーラ膜の近くでは、二つ目のHCl分子と結
合して二塩酸塩(lysine・(HCl)2 )ができ
る可能性がある。このいずれも(lysine・HCl
またはlysine・(HCl)2)が、プロトン化さ
れたlysine・H+の形(図2ではly.H+ と表
示)で存在している。この正に荷電されたイオンは、電
場のために、バイポーラ膜から容易に遠ざけられる。前
の(2)式に示したように、陰イオン交換膜の近くで
は、塩素イオンとの反応によって中性の塩ができ、これ
またイオン交換膜には近づけない。
Lysine has two amino groups. Therefore, near the bipolar film, there is a possibility that dihydrochloride (lysine. (HCl) 2 ) may be formed by combining with the second HCl molecule. All of these (lysine HCl
Or lysine · (HCl) 2) is present in the protonated lysine · H + form (in FIG. 2 ly.H + display). This positively charged ion is easily moved away from the bipolar membrane due to the electric field. As shown in the above formula (2), near the anion exchange membrane, a neutral salt is formed by the reaction with the chloride ion, and the neutral salt is not brought close to the ion exchange membrane.

【0027】このようにして、塩酸塩はバイポーラ膜4
6と陰イオン交換膜50のどちらをも通過することがで
きないので、すでに述べたように、塩基ループと塩ルー
プのいずれにもアミノ酸が検出可能なレベルでは見いだ
せないという結果になったのである。拡散の効果も配慮
すれば、非常に小さなアミノ酸分子(例えば、グリシ
ン)の場合、少量ならイオン交換膜を通過することは可
能である。しかしながら、3以上(好ましくは4以上)
の炭素原子を含む大きなアミノ酸の場合には、塩酸塩生
成の直接的な反応プロセスが当然進行するものと期待で
きる。
In this way, the hydrochloride is transferred to the bipolar membrane 4
6 and the anion exchange membrane 50, the amino acid could not be found at a detectable level in either the base loop or the salt loop, as described above. Considering the effect of diffusion, very small amino acid molecules (for example, glycine) can pass through an ion exchange membrane in small amounts. However, 3 or more (preferably 4 or more)
In the case of a large amino acid containing the following carbon atom, it can be expected that the direct reaction process for producing the hydrochloride proceeds naturally.

【0028】本方法は特に塩基性アミノ酸、すなわち、
アルギニン、リシン、ヒドロキシリシン、ヒスチジンな
どに適用できる。これらのアミノ酸はサイズが大きく
(分子中の炭素数が6)、簡単にはイオン交換膜を通過
できない。分子当たりの炭素数が少なくとも4の分子が
好ましい。これらは等電点が高いので、塩素イオンとの
間の緩衝効果も大きい。等電点(PI)とは、アミノ酸
の陽イオンへの解離と陰イオンへの解離が等しくなるよ
うなpHである。塩基性アミノ酸が高いPIを持ってい
るのは、カルボキシル基よりもアミノ基の方が数が多い
からである。
The method is particularly suitable for basic amino acids, ie
Applicable to arginine, lysine, hydroxylysine, histidine and the like. These amino acids are large in size (the number of carbon atoms in the molecule is 6) and cannot easily pass through ion exchange membranes. Preferred are molecules having at least 4 carbon atoms per molecule. Since these have a high isoelectric point, they have a large buffering effect with chloride ions. The isoelectric point (PI) is a pH at which the dissociation of amino acids into cations and anions is equal. Basic amino acids have a high PI because amino groups are more numerous than carboxyl groups.

【0029】アミノ酸の塩酸塩を製造する場合には、併
産する苛性ソーダへの塩素の混入が、塩酸製造の場合よ
りも実質的に少ないことが判明した。この驚くべき結果
は、酸室の中でアミノ酸とHClとが強い結合をしてい
る結果だと考えられる。この強い結合があるために、バ
イポーラ膜46を通って移動するフリーな塩素が効果的
に減少している。理由はともあれ、本発明による苛性製
品は、従来法によるものよりもきれいなので、商品価値
が高い。
It has been found that when the hydrochloride of the amino acid is produced, the amount of chlorine mixed into the co-produced caustic soda is substantially less than in the case of the production of hydrochloric acid. This surprising result is thought to be the result of the strong bond between the amino acid and HCl in the acid chamber. Because of this strong bond, free chlorine migrating through the bipolar membrane 46 is effectively reduced. For whatever reason, the caustic products according to the invention are of higher commercial value because they are cleaner than those according to the conventional method.

【0030】本発明を実施したときの、トータルのプロ
セス電流効率は、塩酸製造の場合の電流効率よりも、明
らかに高いことが判明した。電流効率とは、入力した電
流のファラデー(96500クーロン)あたり、生成す
る苛性/アミノ酸塩酸塩の当量を使って計算される。こ
のように電流効率が高いので、製品1単位あたりのエネ
ルギー費(電力費)と設備費(膜の費用)が低くなるの
である。
It has been found that the total process current efficiency when implementing the present invention is clearly higher than the current efficiency in the case of hydrochloric acid production. Current efficiency is calculated using the equivalent of caustic / amino acid hydrochloride produced per Faraday (96500 coulombs) of the input current. Since the current efficiency is high as described above, the energy cost (power cost) and the facility cost (film cost) per unit of the product are reduced.

【0031】供給塩として好ましいのは、塩化ナトリウ
ムと塩化カリウムである。より一般的に言えば、塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、塩化リチウムのようなアルカ
リ金属塩化物が使用できる。これらのアルカリ金属塩化
物のどれを使用するかで、併産される苛性が、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムのどれにな
るかが決まる。
Preferred as supply salts are sodium chloride and potassium chloride. More generally, alkali metal chlorides such as sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride can be used. Which of these alkali metal chlorides is used determines which co-produced caustic is sodium hydroxide, potassium hydroxide or lithium hydroxide.

【0032】本発明の方法では、陰イオン交換膜の選択
性が高いので、塩ループは実際には塩基性(pHが約8
〜14)になりやすい。この場合、塩溶液の供給流れは
ある程度のOH- イオンを含み、これは、酸ループにも
移動するであろう。プロセス的に非効率なこの現象は、
非常に小さいものであることが判った。酸ループの中
で、移動してきた水酸イオンとアミノ酸との間の反応
は、次のようになる。
In the process of the present invention, the salt loop is actually basic (pH about 8) because of the high selectivity of the anion exchange membrane.
~ 14). In this case, the salt solution feed stream contains some OH - ions, which will also move to the acid loop. This phenomenon, which is process inefficient,
It turned out to be very small. The reaction between the transferred hydroxyl ion and the amino acid in the acid loop is as follows.

【0033】[0033]

【式3】 [Equation 3]

【0034】またはOr

【0035】[0035]

【式4】 (Equation 4)

【0036】塩ループが塩基性になると、それを跳ね返
す陰イオン交換膜もやはり塩基性であり、塩ループに接
している膜表面では特にそうである。この要素があるた
めに、上記の式(3)の反応により、酸ループ中のアミ
ノ酸の塩酸塩がいっそう保持されやすくなると考えられ
る。米国特許第5,049,250号でChlanda
は、同様な理論的根拠によって、同伴してくる塩不純物
からアミノ酸を効率的に分離できることを説明してい
る。
When the salt loop becomes basic, the anion exchange membrane that repels it is also basic, especially on the membrane surface in contact with the salt loop. It is considered that the presence of this element makes it easier to retain the hydrochloride salt of the amino acid in the acid loop by the reaction of the above formula (3). Chlanda in U.S. Pat. No. 5,049,250.
Explain that on a similar rationale, amino acids can be efficiently separated from entrained salt impurities.

【0037】本発明の方法での運転を成功させるために
は、長期的な視野に立って、次のような二つの操作に関
わる要因を満足させる必要がある。 (1)イオン交換膜には欠陥(ピンホール、クラックな
ど)があってはならない。膜は長期間の耐久性が必要
で、多価陽イオン(カルシウム、マグネシウムなど)や
有機物(たとえば、アミノ酸供給流れからのもの)な
ど、流れの中の夾雑物で汚染されてはならない。必要が
あれば、夾雑物は適当な前処理によって除去しておかね
ばならない。 (2)EDセルの構成部品(すなわち、種々の隔室を形
成したり、膜を固定するためのガスケット、末端プレー
トなど)では、長期の運転の間に内部漏れがあってはな
らない。基本的には、多くの市販されているセル形式が
使用できる。特に適している形式は、本発明者が出願中
の特許出願第08/784,050号に記載されてお
り、本発明の方法を説明するところでも使用されてい
る。
In order to succeed in driving by the method of the present invention, it is necessary to satisfy the following two factors relating to operation from a long-term perspective. (1) The ion exchange membrane must be free from defects (pinholes, cracks, etc.). The membrane must be long-term durable and must not be contaminated with contaminants in the stream, such as polyvalent cations (calcium, magnesium, etc.) and organics (eg, from amino acid feed streams). If necessary, contaminants must be removed by a suitable pretreatment. (2) The components of the ED cell (i.e., gaskets, end plates, etc. for forming various compartments and securing the membrane) must not have internal leaks during long-term operation. Basically, many commercially available cell formats can be used. A particularly suitable format is described in the applicant's co-pending patent application Ser. No. 08 / 784,050, which has also been used in describing the method of the present invention.

【0038】本発明による新規な方法は、以下の実施例
でよりよく理解されるであろう。実験はすべて、図3に
示されたような、3隔室式を組合せた8つのセルからな
る、パイロット設備の電気透析スタックを用いておこな
われた。
The novel method according to the invention will be better understood in the following examples. All experiments were performed using a pilot facility electrodialysis stack of eight cells in a three-compartment system, as shown in FIG.

【0039】スタック149には、電極154と156
を取りつけた末端プレート150および152があり、
これを通して液がスタックに供給・排出されている。ガ
スケットは1mmの厚みで、膜の間にあり溶液が入る隔
室を形成している。ガスケットはどれも中央に465c
2(0.5ft2)の開口部を有し、その部分を通して
電流が流れる。中央の開口部には、不織布のメッシュス
クリーンがはめ込まれており、それにより膜を分離し、
支持している。この不織布メッシュスクリーンには液の
流れを乱流にする効果もある。ガスケットに開けた穴を
並べることで内部マニホールドを形成している。マニホ
ールドと中央の開口部分を結ぶ孔(出入り口)がここを
通して各隔室への溶液の供給・排出をおこなう。
The stack 149 has electrodes 154 and 156
There are end plates 150 and 152 fitted with
Through this, liquid is supplied to and discharged from the stack. The gasket was 1 mm thick and formed a compartment between the membranes for the solution to enter. All gaskets are 465c in the center
It has an opening of m 2 (0.5 ft 2 ), through which current flows. In the center opening, a non-woven mesh screen is fitted, which separates the membrane,
I support it. This nonwoven mesh screen also has the effect of making the flow of liquid turbulent. The internal manifold is formed by arranging the holes made in the gasket. A hole (inlet / outlet) connecting the manifold and the central opening portion supplies and discharges the solution to and from each compartment through the hole.

【0040】スタックには、ニッケル製の陽極154,
電極リンス室ER158、陽イオン交換膜160(CM
T、SPSまたはNafion324(登録商標)、そ
れにセルが8組連続でセットされている。CMT膜は旭
硝子社(Asahi Glass)製、SPS膜はアク
アリティクス社(Aqualytics Inc.)
製、Nafion膜はデュポン社(Du Pont)製
である。8組のセルのそれぞれは、例えば162の単位
セルでみると、酸室A164,AHA−2またはAAV
陰イオン交換膜174(AHA−2はトクヤマ社(To
kuyama Corporation)製、AAVは
旭硝子社製)、塩室S172、SPS陽イオン交換膜1
66、塩基室B168、およびAQまたはBP1バイポ
ーラ膜170から構成されている。AQ膜はアクアリテ
ィクス社製、BP1はトクヤマ社製である。スタック1
49の8枚のバイポーラ膜のうち、最後の膜176に続
いて、酸室A186、AHA−2またはAAV陰イオン
交換膜188、塩室S184、SPS陽イオン交換膜1
90、塩基室B178、もう一枚のCMTまたはSPS
陽イオン交換膜180、電極リンス室ER’182とあ
り、最後がステンレススチール製の陰極156である。
The stack includes nickel anodes 154 and 154.
Electrode rinse chamber ER158, cation exchange membrane 160 (CM
T, SPS or Nafion 324 (registered trademark), and eight consecutive cells are set. The CMT film is manufactured by Asahi Glass (Asahi Glass), and the SPS film is manufactured by Aqualytics Inc.
The Nafion membrane is manufactured by DuPont. Each of the eight sets of cells is, for example, an acid chamber A164, AHA-2 or AAV when viewed from 162 unit cells.
Anion exchange membrane 174 (AHA-2 is manufactured by Tokuyama
manufactured by kuyama Corporation), AAV manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), salt room S172, SPS cation exchange membrane 1
66, a base chamber B168, and an AQ or BP1 bipolar membrane 170. The AQ film is manufactured by Aquaristics, and the BP1 is manufactured by Tokuyama. Stack 1
Of the eight bipolar membranes of 49, following the last membrane 176, the acid chamber A186, AHA-2 or AAV anion exchange membrane 188, the salt chamber S184, the SPS cation exchange membrane 1
90, base chamber B178, another CMT or SPS
There is a cation exchange membrane 180, an electrode rinsing chamber ER'182, and a cathode 156 made of stainless steel at the end.

【0041】上記の構成のスタック149を、電気透析
の実験をおこなうために、図4に図式的に示したような
システム中に組み込んだ。4台のポンプ(P1〜P4)
を設けて、循環タンク198、250、200および2
02からそれぞれ、酸室(204)、塩室(240)、
塩基室(306)および電極リンス室(208)へと、
毎分2.5〜4リットルの流量で溶液を循環させた。そ
れぞれの循環タンクの公称容積は5リットルである。
酸、塩基および塩ループは、フィードモードおよびブリ
ードモードで送液した。
The stack 149 having the above configuration was incorporated into a system as schematically shown in FIG. 4 for conducting an electrodialysis experiment. Four pumps (P1 to P4)
And circulation tanks 198, 250, 200 and 2
From 02, respectively, acid chamber (204), salt chamber (240),
Into the base chamber (306) and the electrode rinsing chamber (208)
The solution was circulated at a flow rate of 2.5-4 liters per minute. The nominal volume of each circulation tank is 5 liters.
Acid, base and salt loops were pumped in feed and bleed modes.

【0042】運転の際には、多価夾雑物を非常に低い濃
度に抑えるために濾過または他の方法で前処理した濃厚
な塩溶液を、塩供給タンク216から(ポンプP5を使
用して)電気伝導度調節計CICで調整しながら、加え
ていった。供給タンク216は、供給用の塩の溶液を1
86リットルまで貯蔵できる。運転の間に、タンク25
0に供給した塩の80〜85%は酸と塩基に転化され
た。残りの塩溶液は塩タンク250からオーバーフロー
で取り出し、廃棄された。希釈用(脱イオン)水は、流
量調節ポンプ(図示せず)を使用して塩基循環タンク2
00に供給した。製品の苛性ソーダはオーバーフローで
取り出した。同様にして、水またはリシン供給液(濃度
100〜500g/l)を流量調節ポンプ(図示せず)
を使用して酸タンク198に供給した。製品の酸はオー
バーフローで取り出した。電気伝導度指示計CIとpH
メータ(pH)で、酸ループの運転状況を監視した。
In operation, a concentrated salt solution filtered or otherwise pretreated to keep polyvalent contaminants to a very low concentration is removed from the salt supply tank 216 (using pump P5). It was added while adjusting with the electric conductivity controller CIC. The supply tank 216 contains one solution of salt for supply.
Can store up to 86 liters. During operation, tank 25
80-85% of the salt fed to 0 was converted to acid and base. The remaining salt solution was removed from the salt tank 250 by overflow and discarded. The dilution (deionized) water is supplied to a base circulation tank 2 using a flow control pump (not shown).
00. The caustic soda of the product was removed by overflow. Similarly, water or a lysine supply liquid (concentration: 100 to 500 g / l) is supplied to a flow control pump (not shown).
Was used to feed the acid tank 198. The product acid was removed by overflow. Electric conductivity indicator CI and pH
The operating status of the acid loop was monitored with a meter (pH).

【0043】カートリッジフィルターF210、流量計
FM212および圧力計G214を使用して、各循環ル
ープで、きれいな液が所定の流速と圧力損失で流れるよ
うにした。直流電力供給源(図示せず)からの配線をス
タックの陽極端子224と陰極端子226に接続した。
電流の入力と電圧の調整に必須の調整器は、電源供給源
のところに設置した。
Using a cartridge filter F210, a flow meter FM212 and a pressure gauge G214, a clean liquid was flowed at a predetermined flow rate and pressure loss in each circulation loop. Wiring from a DC power supply (not shown) was connected to the anode terminal 224 and cathode terminal 226 of the stack.
The regulator required for current input and voltage regulation was located at the power supply.

【0044】前処理をした塩溶液、脱イオン水および/
またはリシン供給液の十分な量を用意して、必要に応じ
て供給できるようにしておき、このプロセスを停止する
ことなく昼夜連続で運転が出きるようにした。好ましく
は、前処理をして、塩供給液中の多価夾雑物を低いレベ
ルにおさえる。電極リンス液タンクには、開始時に約1
0重量%の水酸化ナトリウムを仕込んでおく。運転の間
に必要な処置は、蒸発や水素と酸素の発生によるロスを
補うために水を定期的に補給することと、十分な量の苛
性濃度があることを(滴定で)確認することだけであ
る。
The pretreated salt solution, deionized water and / or
Alternatively, a sufficient amount of the lysine feed solution was prepared so that it could be supplied as needed, so that the process could be continued day and night without stopping the process. Preferably, a pretreatment is performed to keep polyvalent contaminants in the salt feed at a low level. Approximately 1
0% by weight of sodium hydroxide is charged. All you need to do during operation is to replenish water regularly to make up for losses due to evaporation and the evolution of hydrogen and oxygen, and to make sure (by titration) that you have a sufficient amount of caustic. It is.

【0045】供給用の塩溶液は、G.S.ロビンス社
(G.S.Robins)から供給を受けるか市販の岩
塩を購入した、純度98%以上のNaClを水に溶解し
て作る。炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、さらに場
合によってはリン酸塩、シュウ酸塩および/または粒状
炭素を添加した。水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムを
添加すると、塩の溶液のpHが9〜10.5に上がり、
カルシウムやマグネシウムイオンの沈殿を促進する。こ
の溶液をカートリッジフィルター(孔径5μm)を通し
たあとで、ナノ濾過にかけた。ナノ濾過にはデサール・
オスモニクス社(Desal Osmonics)製の
DK−5エレメントを使ったが、これの公称のカットオ
フ分子量は約200ダルトンである。このエレメント
は、多価陽イオンを実質的に通さないことで知られてい
る。実際の試験では、ナノ濾過工程できれいな塩溶液が
得られるが、それにはマグネシウムは検出できないが、
0〜15ppmのカルシウムが含まれていた。
The salt solution to be supplied is as described in G.I. S. It is made by dissolving NaCl having a purity of 98% or more in water, supplied from Robins (GS Robins) or purchased from commercial rock salt. Sodium carbonate, sodium hydroxide and optionally phosphate, oxalate and / or granular carbon were added. When sodium hydroxide or sodium carbonate is added, the pH of the salt solution rises to 9 to 10.5,
Promotes precipitation of calcium and magnesium ions. This solution was passed through a cartridge filter (pore size: 5 μm) and then subjected to nanofiltration. For desalting and nanofiltration
A DK-5 element from Desal Osmonics was used, which has a nominal cutoff molecular weight of about 200 daltons. This element is known to be substantially impermeable to multivalent cations. In a real test, the nanofiltration process gives a clean salt solution, which does not detect magnesium,
It contained 0-15 ppm calcium.

【0046】この電気透析プロセスで、供給液中の塩化
ナトリウムの80〜85%は、塩基ループおよび酸ルー
プの中で、それぞれ苛性と塩酸に転化された。ある程度
の量の水も、水和水として酸および塩基ループに移動す
る。
In this electrodialysis process, 80-85% of the sodium chloride in the feed was converted to caustic and hydrochloric acid in the base and acid loops, respectively. Some water also migrates to the acid and base loops as water of hydration.

【0047】実験はすべて電流入力50アンペア(電流
密度100A/ft2 =1075A/m2 )で実施し
た。塩基ループ内の製品の苛性の濃度は通常110〜1
30g/lで、これはループへの脱イオン水の添加を調
節し、製品をオーバーフローで排出することで一定に保
った。電流効率(すなわち、電流出力1ファラデーあた
りに生産される苛性の当量)は、排出量と製品濃度(H
Cl標準液を用いて滴定)から計算した。
All experiments were performed with a current input of 50 amps (current density 100 A / ft 2 = 1075 A / m 2 ). The caustic concentration of the product in the base loop is usually 110-1
At 30 g / l, this controlled the addition of deionized water to the loop and kept constant by discharging the product on overflow. Current efficiency (ie, the equivalent of caustic produced per Faraday of current output) depends on emissions and product concentration (H
Titration using Cl standard solution).

【0048】リシンを原料として、アミノ酸の塩酸塩の
製造について試験した。フリー塩基の形のリシン供給液
は、pHが約8.5〜10であった。リシンを計量しな
がら酸ループに導入し、そこで生成した塩酸塩と反応し
た。供給液中のリシン濃度は100〜500g/lの範
囲で、10〜25ppmのカルシウムと20〜80pp
mのマグネシウムを含んでいた。注入量とリシン供給液
の濃度によって、製品の酸のpHは0.5〜6.5と変
化する。低い方の数値は、ほぼ二塩酸塩(lysine
・(HCl)2 )に相当し、高いpH値は一塩酸塩(l
ysine・HCl)に相当する。塩酸塩の製造にはA
HA−2陰イオン交換膜を使用した。
The production of amino acid hydrochloride was tested using lysine as a raw material. The lysine feed in free base form had a pH of about 8.5-10. Lysine was metered into the acid loop where it reacted with the hydrochloride formed. The lysine concentration in the feed solution is in the range of 100-500 g / l, calcium of 10-25 ppm and
m of magnesium. Depending on the injection volume and the concentration of the lysine feed, the pH of the product acid varies from 0.5 to 6.5. The lower number is approximately the lysine salt (lysine).
(HCl) 2 ), and high pH values correspond to the monohydrochloride (l
ysine.HCl). A for the production of hydrochloride
An HA-2 anion exchange membrane was used.

【0049】酸ループまわりの物質収支をとってみる
と、カルシウムおよびマグネシウムイオンはループ内に
ほとんど保持されていることが判明した。このことは、
塩基ループおよび塩ループにおける2価イオンが実質的
に増加していないことからも確認できた。したがって、
酸ループへの供給では、カルシウムとマグネシウムを除
去するためのアミノ酸の前処理は必要なかった。
Taking the mass balance around the acid loop, it was found that calcium and magnesium ions were almost retained in the loop. This means
It could be confirmed from the fact that divalent ions in the base loop and the salt loop were not substantially increased. Therefore,
Feeding the acid loop did not require pretreatment of amino acids to remove calcium and magnesium.

【0050】実施例1 3隔室式EDセルを使用して、リシン塩酸塩の製造に関
する長期試験を実施した。運転の最初の313時間で
は、塩の供給液を水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムで
処理し、ナノ濾過をしてから、すでに記したように、電
気伝導度を調節しながらセルの塩ループに供給した。セ
ルの操作温度は32〜35℃(90〜95゜F)であっ
た。ナノ濾過後の供給液では、カルシウム含量が0〜6
ppmで、マグネシウムは検出されなかった。リシン溶
液は酸ループに流量を調節しながら供給した。塩酸塩溶
液はオーバーフローで取り出した。リシンは酸ループの
中でしっかり保持されていた。供給液と排出液の酸製品
の間の物質収支をとってみると、リシン、カルシウムお
よびマグネシウムイオンは、酸ループの中に留まってい
ることがわかった。
Example 1 A long-term test for the production of lysine hydrochloride was performed using a three-compartment ED cell. During the first 313 hours of operation, the salt feed was treated with sodium hydroxide and sodium carbonate, nanofiltered, and fed to the cell's salt loop with controlled electrical conductivity, as described above. . The operating temperature of the cell was 90-95 ° F (32-35 ° C). In the feed solution after nanofiltration, the calcium content is 0-6.
At ppm, no magnesium was detected. The lysine solution was supplied to the acid loop at a controlled flow rate. The hydrochloride solution was removed by overflow. Lysine was held tightly in the acid loop. Taking the material balance between the feed and effluent acid products, it was found that lysine, calcium and magnesium ions remained in the acid loop.

【0051】塩基ループから得られる製品水酸化ナトリ
ウムは、平均して約117g/lの濃度で、無色透明
で、リシンの存在は認められなかった。この製品苛性の
中には塩素が100〜500ppm含まれていた。苛性
製造についての電流効率は平均して約90%であった。
セルの全電圧は25〜28Vで安定していた。電極リン
ス室での電圧を約5Vととすると、8組のセルユニット
があるので、セル1組あたりの電圧は2.5〜2.9V
ということになる。
The product sodium hydroxide obtained from the base loop had a concentration of about 117 g / l on average, was colorless and transparent, and the presence of lysine was not observed. The product caustic contained 100 to 500 ppm of chlorine. The current efficiency for caustic production averaged about 90%.
The total cell voltage was stable at 25-28V. Assuming that the voltage in the electrode rinsing chamber is about 5 V, since there are eight cell units, the voltage per cell set is 2.5 to 2.9 V.
It turns out that.

【0052】塩ループでは、塩イオンの移動と転化によ
り、塩供給液の濃度は低下した。供給液ではナトリウム
を約60g/l含んでいるが、オーバーフローで排出し
た液には12〜35g/lのナトリウムしかない。塩の
オーバーフローはアルカリ性で、2〜10g/lのNa
OHを含んでいた。このことから、陰イオン交換膜は、
セルで発生した酸イオンを保持する能力が高いことが判
る。塩のオーバーフローも無色透明で、それを分析して
もリシンは検出できなかった。
In the salt loop, the concentration and concentration of the salt feed decreased due to the movement and conversion of the salt ions. The feed contains about 60 g / l of sodium, but the liquid discharged by overflow contains only 12-35 g / l of sodium. The salt overflow is alkaline, 2-10 g / l Na
It contained OH. From this, the anion exchange membrane is
It can be seen that the ability to retain the acid ions generated in the cell is high. The overflow of the salt was also colorless and transparent, and lysine could not be detected by analyzing it.

【0053】実施例2 続けて、次の688時間で、第2期の実験をおこなっ
た。この実験では、少量のキレート剤(カリウム塩の形
のEDTA)をナノ濾過の前または後に塩供給液に添加
して、セルへの塩の供給液にEDTAがある程度の量含
まれているようにした。塩溶液を岩塩から製造するとき
には、塩溶液の調製段階で活性炭(塩80ポンド(3
6.3kg)あたり40gのペレット状活性炭)も添加
した。実施例1と同様にして塩溶液をナノ濾過し、電気
伝導度で調製しながらセルに供給していった。酸ループ
および塩基ループは実施例1と同じ操作条件である。セ
ルの操作温度は、通常40〜43℃(100〜115゜
F)の範囲であった。688時間の運転では、終始、製
品の水酸化ナトリウムと塩のオーバーフローは無色透明
で、検出可能な量のリシンは認められなかった。苛性の
濃度や塩素含量は実施例1と同様であった。
Example 2 Subsequently, in the next 688 hours, the second experiment was performed. In this experiment, a small amount of chelating agent (EDTA in the form of potassium salt) was added to the salt feed before or after nanofiltration so that the salt feed to the cell contained some amount of EDTA. did. When the salt solution is made from rock salt, activated carbon (80 pounds (3
40 g of activated carbon per 6.3 kg) were also added. The salt solution was subjected to nanofiltration in the same manner as in Example 1, and supplied to the cell while adjusting the electric conductivity. The acid loop and the base loop are under the same operating conditions as in Example 1. Cell operating temperatures were typically in the range of 40-43 ° C (100-115 ° F). At 688 hours of operation, the overflow of sodium hydroxide and salt of the product was colorless and transparent throughout, and no detectable amount of lysine was observed. The caustic concentration and chlorine content were the same as in Example 1.

【0054】塩の供給液には2〜22ppmのカルシウ
ムを含んでいるが、マグネシウムは検出されなかった。
カルシウムの数値が高くでるのは、ナノ濾過の前に供給
液にEDTAを添加していた場合である。この添加によ
り、ナノフィルターのカルシウムを保持する選択性が低
下したのである。それにも関わらず、塩ループについて
の物質収支からは、カルシウムは塩ループの中に効果的
に保持されていることがわかった。(本発明者により同
時係属中の第09/193,626号(1998年11
月11日付け出願)参照)。塩ループを囲んでいる陽イ
オンおよび陰イオン交換膜は、EDTAとカルシウムに
よる錯体に対しては、優れた保持効果を持っていること
が明らかとなった。したがって、陽イオン交換膜が汚染
されることは、もしあるとしても極めて少なく、そのこ
とは、セル電圧が比較的安定して約25〜28Vに保た
れていたことからも確認される。また、苛性製造におけ
るセルの電流効率が安定して約90%であったこともま
た、陽イオン交換膜が安定であったことを立証してい
る。
The salt feed solution contained 2 to 22 ppm of calcium, but no magnesium was detected.
Calcium numbers are higher when EDTA was added to the feed prior to nanofiltration. This addition reduced the selectivity of the nanofilter for retaining calcium. Nevertheless, the mass balance for the salt loop showed that calcium was effectively retained in the salt loop. (No. 09 / 193,626, co-pending by the present inventors (November 1998
Application dated March 11). It was found that the cation and anion exchange membranes surrounding the salt loop had an excellent retention effect on the complex of EDTA and calcium. Thus, contamination, if any, of the cation exchange membrane is very low, as confirmed by the relatively stable cell voltage maintained at about 25-28V. The stable current efficiency of the cell in caustic production of approximately 90% also demonstrates that the cation exchange membrane was stable.

【0055】この試験終了時に、セルを解体して内部の
点検をした。ガスケットと膜のいずれにも、なんら異常
はなかった。これにより、アミノ酸の塩酸塩の製造プロ
セスが長期にわたって運転が可能であることが立証され
た。
At the end of the test, the cell was disassembled and the inside was inspected. There were no abnormalities in either the gasket or the membrane. This proved that the production process of the hydrochloride of the amino acid can be operated for a long time.

【0056】実施例3 上記の試験で用いられていたバイポーラ膜および陰イオ
ン交換膜を再び使用して、EDセルを組立て直した。陽
イオン交換膜にはSPS膜一式を新しく使用した。この
組合せで新しい試験を311時間続けた。供給塩溶液は
これまで同様に調製したが、キレート剤は添加せず、カ
ートリッジフィルターを通した。次いで溶液をナノ濾過
し、さらに約70℃まで昇温してから、ローム・アンド
・ハース社(Rohm and Haas)製のC−4
67キレート樹脂を充填したイオン交換カラムを通して
前処理をおこなった。樹脂処理によって、供給流れ中の
カルシウム含量は約0.05ppmにまで下がった。
酸、塩基および塩の各ループは、実施例1および2と同
様な操作条件下で運転した。製品の苛性の品質、酸ルー
プ内でのリシンの保持、苛性製造における電流効率、セ
ル電圧などを含む試験結果は、実施例1および2で得ら
れたものと似たものであった。
Example 3 An ED cell was reassembled using the bipolar membrane and the anion exchange membrane used in the above test again. A complete set of SPS membranes was used as the cation exchange membrane. A new test with this combination lasted 311 hours. The feed salt solution was prepared as before, but without the addition of a chelating agent and passed through a cartridge filter. The solution was then nanofiltered and further heated to about 70 ° C. before being applied to C-4 from Rohm and Haas.
Pretreatment was performed through an ion exchange column filled with 67 chelate resin. Resin treatment reduced the calcium content in the feed stream to about 0.05 ppm.
The acid, base and salt loops were operated under the same operating conditions as in Examples 1 and 2. Test results, including caustic quality of the product, retention of lysine in the acid loop, current efficiency in caustic production, cell voltage, etc., were similar to those obtained in Examples 1 and 2.

【0057】実施例1〜3の試験結果をまとめて図5の
グラフに示した。横軸の操作時間は、3つの実験を連続
して表示している。すなわち、最初の313時間は実施
例1,次の688時間は実施例2,そして最後の311
時間は実施例3のデータである。セル電圧と電流効率は
安定しており、キレート樹脂による前処理(実施例3)
とキレート剤の添加(実施例2)は、カルシウムによる
陽イオン交換膜の汚染を防止するのに実質的には同程度
に効果があることを示している。
The test results of Examples 1 to 3 are summarized in the graph of FIG. The operation time on the horizontal axis indicates three experiments in succession. That is, the first 313 hours are Example 1, the next 688 hours are Example 2, and the last 311
The time is the data of the third embodiment. Cell voltage and current efficiency are stable, and pretreatment with chelating resin (Example 3)
And the addition of a chelating agent (Example 2) shows that they are substantially as effective in preventing contamination of the cation exchange membrane by calcium.

【0058】実施例4 実施例2で記した試験の結論がでてから、AHA−2陰
イオン交換膜に代えてAAV陰イオン交換膜を使用し、
パイロット設備のセルで、NaClをNaOHとHCl
に転化させる87時間の試験を実施した。AAV陰イオ
ン交換膜は、弱い塩基性をもつ膜で、HCl発生の効率
が高いものである。試験は実施例2と同様におこなった
が、酸ループに脱イオン水を添加し、5.5〜6重量%
の塩酸を発生させた点が異なる。製品の苛性ソーダの濃
度は約115g/lであった。塩の供給溶液は実施例1
と同様に前処理し、ナノ濾過にかけた。キレート剤のE
DTAは、ナノ濾過後の塩の供給溶液に添加した。実施
例2の時と同様に、物質収支をとってみると、カルシウ
ムは塩ループ内にうまく保持されていた。しかし、この
プロセスでは電流効率が約80%と低いものとなった。
陽イオン交換膜にくらべて陰イオン交換膜の選択性が低
いので塩ループが酸性になっていた。製品の苛性ソーダ
には1800〜2800ppmの塩素が混入していた。
Example 4 After conclusion of the test described in Example 2, the AAV anion exchange membrane was used instead of the AHA-2 anion exchange membrane,
In the cell of the pilot facility, NaCl was converted to NaOH and HCl.
The test was conducted for 87 hours. The AAV anion exchange membrane is a membrane having a weak basicity, and has high HCl generation efficiency. The test was performed in the same manner as in Example 2, except that deionized water was added to the acid loop, and 5.5 to 6 wt%
In that hydrochloric acid was generated. The product had a caustic soda concentration of about 115 g / l. The salt feed solution was used in Example 1.
And treated for nanofiltration. Chelating agent E
DTA was added to the salt feed solution after nanofiltration. As with Example 2, the material balance showed that calcium was well retained in the salt loop. However, this process resulted in low current efficiency of about 80%.
The salt loop was acidic due to the lower selectivity of the anion exchange membrane compared to the cation exchange membrane. The caustic soda of the product contained 1800 to 2800 ppm of chlorine.

【0059】図6に、上記の実施例1〜4において製品
の苛性に混入してきた塩素の量を示した。上の直線はH
Cl製造(実施例4)の場合の結果であり、文献に記載
されているモル混入率が1〜4%という範囲に入ってい
る。下の直線は塩酸塩製造(実施例1〜3)の場合の結
果である。本発明の方法により製造される苛性ソーダの
品質はかなり優れたもので、含有される塩素は、HCl
併用製造時の苛性ソーダの1/10以下である。
FIG. 6 shows the amount of chlorine mixed in the caustic of the product in Examples 1 to 4 described above. The upper straight line is H
This is the result in the case of Cl production (Example 4), and the molar mixing ratio described in the literature falls within the range of 1 to 4%. The lower straight line is the result for the hydrochloride production (Examples 1-3). The quality of the caustic soda produced by the process of the present invention is quite good and the chlorine contained is HCl
It is 1/10 or less of caustic soda at the time of combined production.

【0060】実施例5 実施例1〜3で用いたAHA−2陰イオン交換膜を、B
P1バイポーラ膜、SPS陽イオン交換膜と組み合わせ
て図3に示した8組のセルユニットに使用した。実施例
3に記したのと同じ手順で150時間の試験を実施し
た。この場合には、トータルのセル電圧はたいていの試
験と同じ25〜28Vであった。電流効率は少し低く、
約80〜84%になったが、これはおそらく、実施例1
〜3で使用したものに比べ、SPS陽イオン交換膜の選
択性が違っていたためであろう。表Iに一組の、塩のオ
ーバーフロー液、製品の苛性、リシンの供給液、製品の
リシン塩酸塩流について、詳細な分析をした結果を示
す。これからわかるように、リシンが酸ループの供給液
では主成分であるが、ある程度他のアミノ酸も存在して
いる。重要なのは、炭素数2のグリシンさえも含めてす
べてのアミノ酸が、酸ループの中に有効に保持されてお
り、塩や塩基ループにこれらが検出できないことであ
る。
Example 5 The AHA-2 anion exchange membrane used in Examples 1 to 3 was replaced with B
The P1 bipolar membrane and the SPS cation exchange membrane were used in the eight cell units shown in FIG. 3 in combination. The test was performed for 150 hours according to the same procedure as described in Example 3. In this case, the total cell voltage was 25-28V, as in most tests. The current efficiency is a little low,
About 80-84%, probably due to Example 1
This is probably because the selectivity of the SPS cation exchange membrane was different from those used in Nos. 1 to 3. Table I shows the results of a detailed analysis of a set of salt overflow, product caustic, lysine feed, and product lysine hydrochloride stream. As can be seen, lysine is the major component in the feed solution for the acid loop, but there are also some other amino acids. Importantly, all amino acids, even glycine having 2 carbon atoms, are effectively retained in the acid loop and cannot be detected in the salt or base loops.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】表Iにはまた、バイポーラ膜にAQとBP
1を使用したときの苛性ならびに酸製品の品質の比較も
示した。AQバイポーラ膜に比較してBP1バイポーラ
膜は、酸ループへのナトリウムの移動がやや少なく、塩
基ループへの塩素の移動がやや多いという結果が得られ
た。一般的にみれば、いずれの膜も高品質の苛性製品を
生成している。アミノ酸の塩酸塩は、原料の塩として塩
化カリウムを用いても製造できる。その場合には、併産
品として得られるのは水酸化カリウム、すなわちKOH
である。
Table I also shows that AQ and BP were added to the bipolar membrane.
A comparison of the caustic as well as the quality of the acid product when using No. 1 is also shown. Compared with the AQ bipolar membrane, the BP1 bipolar membrane showed a result that sodium movement to the acid loop was slightly less and chlorine movement to the base loop was slightly more. Generally speaking, both membranes produce high quality caustic products. The hydrochloride of an amino acid can also be produced by using potassium chloride as a raw material salt. In that case, what is obtained as a co-product is potassium hydroxide, that is, KOH
It is.

【0063】図7はプロセスの流れを理解するためのブ
ロック図である。これには、lysine・HClを製
造するための本発明で用いる用役も記してある。電気透
析(ED)セルの酸ループに供給するリシンはデキスト
ロースの発酵により得られる(図7左上の300で示
す)。発酵槽の出口では、不純物の混じった硫酸塩(l
ys・H2SO4、pH 2〜4)(または塩化物)とし
て得られる。この溶液をイオン交換カラム302を通し
て精製し、まずリシンをアンモニア/水酸化アンモニウ
ムを使って溶離する。(リシンは選択的にイオン交換樹
脂に吸着され、硫酸イオンは硫酸アンモニウムとなって
304から排出される。吸着されたリシンをアンモニア
溶液を使用して脱着する。)過剰のアンモニアと共に出
てくるフリーのリシンをアンモニア除去カラム306に
入れる。アンモニア除去カラムで得られるpH8〜10
のリシン溶液の一部を308の配管を通してEDセルの
酸ループに供給し、残りのリシン溶液は多重効用缶31
0に送る。
FIG. 7 is a block diagram for understanding the flow of the process. It also describes the utilities used in the present invention for producing lysine.HCl. Lysine, which feeds the acid loop of the electrodialysis (ED) cell, is obtained by fermentation of dextrose (shown at 300 in the upper left of FIG. 7). At the outlet of the fermenter, sulfated impurities (l
ys · H 2 SO 4, pH 2~4) obtained as (or chloride). The solution is purified through an ion exchange column 302, first lysine is eluted with ammonia / ammonium hydroxide. (Lysine is selectively adsorbed to the ion exchange resin, and sulfate ions are converted to ammonium sulfate and discharged from 304. The adsorbed lysine is desorbed using an ammonia solution.) The lysine is placed in the ammonia removal column 306. PH 8-10 obtained with ammonia removal column
A part of the lysine solution is supplied to the acid loop of the ED cell through a pipe 308, and the remaining lysine solution is supplied to the multiple effect can 31.
Send to 0.

【0064】EDセルの中で酸ループ中へ供給されたリ
シンは、そこで発生するHClと反応して塩酸塩とな
る。酸ループで得られる製品は、典型的にはlysin
e・(HCl)xであらわされ、xが約1.5〜2のも
のである。そのpH値は0〜2の間である。これを31
2に送ってpH調整をする。ここでpHの低い製品に、
多重効用缶310で濃縮されたリシンを混合して、1対
1の組成をもつ、pH約5.5のlysine・HCl
塩を得る。塩酸塩は次いで314で結晶化し、大部分の
母液と洗浄水は316の配管を経由して多重効用缶31
0に送り、水を蒸発させる。必要に応じて、lysin
e・HCl塩を結晶化工程に入れる前に、陽イオン交換
カラム(図示せず)を通してNaやKといった陽イオン
を除去して精製しておくこともできる。
The lysine supplied into the acid loop in the ED cell reacts with HCl generated there to form a hydrochloride. Products obtained with acid loops are typically lysin
e · (HCl) x, where x is about 1.5 to 2. Its pH value is between 0 and 2. This is 31
Send to 2 for pH adjustment. Here, for products with low pH,
The lysine concentrated in the multi-effect can 310 is mixed with lysine HCl having a composition of 1 to 1 and a pH of about 5.5.
Get the salt. The hydrochloride then crystallizes at 314 and most of the mother liquor and wash water are passed through 316 tubing to the multiple effect can 31.
Send to 0 and evaporate the water. Lysin as required
Before the e.HCl salt is put into the crystallization step, cations such as Na and K may be removed and purified through a cation exchange column (not shown).

【0065】EDセルへ供給する原料は、循環により戻
ってきた塩溶液に追加の水を加えて、購入した塩を溶解
させ、ほぼ飽和溶液にすることによって得られる。リサ
イクルラインから戻ってくる消耗した塩溶液は通常はア
ルカリ性なので、pHを9〜10.5の範囲に上げるた
めの苛性をさらに追加する必要はない。
The raw material to be supplied to the ED cell is obtained by adding additional water to the salt solution returned by circulation, dissolving the purchased salt, and making the salt solution almost saturated. Since the spent salt solution returning from the recycle line is usually alkaline, no additional caustic is needed to raise the pH to the range of 9 to 10.5.

【0066】カルシウム、マグネシウム、鉄などの化合
物の沈殿を促進するために、炭酸ナトリウムおよび/ま
たはリン酸ナトリウムを添加する。このようにして得ら
れた溶液を320で濾過してほとんどの不溶性物質を除
去してから、322のナノ濾過器で処理する。ナノ濾過
をすませた供給液を、キレート用陽イオン交換樹脂を充
填したイオン交換カラム324に通し、溶解して残存し
ているカルシウムの含量をさらに下げる。場合によって
は、ナノ濾過ずみの塩供給液にEDTAのようなキレー
ト剤を加えることもある。このような前処理をすませた
塩供給液をEDセルの塩ループに供給する。
To promote precipitation of compounds such as calcium, magnesium and iron, sodium carbonate and / or sodium phosphate are added. The solution thus obtained is filtered at 320 to remove most of the insoluble material and then treated with a 322 nanofilter. The nanofiltrated feed solution is passed through an ion exchange column 324 filled with a cation exchange resin for chelation to further reduce the content of dissolved calcium remaining. In some cases, a chelating agent such as EDTA may be added to the nanofiltered salt feed. The pretreated salt supply liquid is supplied to the salt loop of the ED cell.

【0067】EDセルで、塩の一部が苛性と塩酸に転化
される。消耗した塩溶液は326でオーバーフロー排出
され、塩ループから抜き出して、塩溶解工程へと戻され
る。酸ループで生成する塩酸は、リシン供給液と反応し
て塩酸塩を作る。328により、脱イオン水を塩基ルー
プに入れ、生成する苛性を取り出す。濃度100〜20
0g/lの希薄な苛性が、オーバーフローで塩基ループ
から排出され、必要に応じて蒸発器330で45〜50
重量%に濃縮される。得られた溶液は332で排出され
て商品となる。
In the ED cell, some of the salts are converted to caustic and hydrochloric acid. The spent salt solution overflows at 326 and is withdrawn from the salt loop and returned to the salt dissolution step. Hydrochloric acid generated in the acid loop reacts with the lysine feed to form the hydrochloride salt. According to 328, deionized water is introduced into the base loop to remove the caustic that forms. Concentration 100-20
0 g / l of dilute caustic is discharged from the base loop by overflow and, if necessary, from 45 to 50 in evaporator 330.
Concentrated to weight%. The resulting solution is discharged at 332 to become a product.

【0068】当業者であれば、本発明の方法を修正する
ことは容易に可能であろう。したがって、添付の請求項
は、本発明の精神および範囲を逸脱しない、同等のすべ
ての構造と方法を包含しているとみなされるべきであ
る。
Those skilled in the art will readily be able to modify the method of the present invention. Therefore, the appended claims should be considered to cover all equivalent structures and methods without departing from the spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法で用いられる3隔室式セルの概略
図。
FIG. 1 is a schematic diagram of a three-compartment cell used in the method of the present invention.

【図2】図1のセルの中でどのように本発明の方法が進
むかについての概略図。
2 is a schematic diagram of how the method of the present invention proceeds in the cell of FIG.

【図3】明細書中での実験に用いられた8つのセルから
なる電気透析スタックパイロット設備の概略図であり、
このスタックは図1および2の3隔室セル構成を組み合
わせている。
FIG. 3 is a schematic diagram of an eight cell electrodialysis stack pilot facility used in the experiments herein;
This stack combines the three-compartment cell configuration of FIGS.

【図4】本発明の方法を実施するためのシステムのブロ
ック図。
FIG. 4 is a block diagram of a system for implementing the method of the present invention.

【図5】実施例で述べられている試験結果をまとめたグ
ラフ。
FIG. 5 is a graph summarizing the test results described in the examples.

【図6】試験の時に、製造された苛性中の塩化物汚染を
示したグラフ。
FIG. 6 is a graph showing chloride contamination in the produced caustic at the time of the test.

【図7】lysine・HClを製造するために本発明
で用いられたシステムのブロック図。
FIG. 7 is a block diagram of a system used in the present invention to produce lysine HCl.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07B 61/00 C07C 229/26 C07C 229/26 C02F 1/46 103 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/469 B01D 61/44 B01D 61/46 C01D 1/04 C07B 61/00 C07C 229/26 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI C07B 61/00 C07C 229/26 C07C 229/26 C02F 1/46 103 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name ) C02F 1/469 B01D 61/44 B01D 61/46 C01D 1/04 C07B 61/00 C07C 229/26

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バイポーラ膜、陽イオン交換膜および陰
イオン交換膜を含む3隔室式電気透析セルを用いてアミ
ノ酸の塩酸塩とアルカリを製造する方法であって、該膜
を配列して酸室、塩基室、塩室を構成し、その方法が、
(a)塩溶液の流れを電気透析セルの塩室に、水からな
る流れを該セルの塩基室に、アミノ酸を含む液を該セル
の酸室に供給する工程、(b)直流電流による推進力を
該セルにかけて、塩を転化させて塩基室にアルカリ溶液
を作り、アミノ酸を転化させて酸室に塩酸塩を作る工
程、(c)工程(b)で得られた酸溶液とアルカリ溶液
を、消耗した塩溶液とともに、それぞれの隔室から抜き
出す工程、の各工程からなる方法。
1. A method for producing an amino acid hydrochloride and an alkali using a three-compartment electrodialysis cell including a bipolar membrane, a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, wherein the membrane is arranged to form an acid. Room, base room, salt room, and the method is
(A) supplying a flow of a salt solution to a salt chamber of an electrodialysis cell, supplying a flow of water to a base chamber of the cell, and supplying a liquid containing an amino acid to an acid chamber of the cell; (b) direct current driving Applying a force to the cell to convert the salt to form an alkaline solution in the base chamber and convert the amino acid to form a hydrochloride in the acid chamber; (c) combining the acid solution and the alkali solution obtained in step (b). And extracting from the respective compartments together with the spent salt solution.
【請求項2】 工程(a)の塩の流れが塩化ナトリウム
または塩化カリウムまたは塩化リチウムからなる群から
選ばれ、対応するアルカリ製品が水酸化ナトリウムまた
は水酸化カリウムまたは水酸化リチウムである請求項1
の方法。
2. The process according to claim 1, wherein the salt stream of step (a) is selected from the group consisting of sodium chloride, potassium chloride or lithium chloride, and the corresponding alkali product is sodium hydroxide, potassium hydroxide or lithium hydroxide.
the method of.
【請求項3】 工程(a)で該塩室に該塩の流れを導入
するに先立って、多価の夾雑物を低いレベルに下げるた
めに、工程(a)の前の塩の流れを精製するさらなる工
程を有する請求項1記載の方法。
3. Purifying the salt stream prior to step (a) to reduce polyvalent contaminants to a low level prior to introducing the salt stream into the salt compartment in step (a). 2. The method of claim 1, further comprising the step of:
【請求項4】 前記塩室に塩の流れを供給するに先だっ
て工程(a)の塩の流れにキレート剤を添加するさらな
る工程を有する請求項1記載の方法。
4. The method of claim 1 further comprising the step of adding a chelating agent to the salt stream of step (a) prior to providing the salt stream to the salt chamber.
【請求項5】 工程(b)の間にアルカリ溶液の濃度を
50〜200g/lに転化・濃縮するさらなる工程を有
する請求項1記載の方法。
5. The method according to claim 1, further comprising the further step of converting and concentrating the concentration of the alkaline solution to between 50 and 200 g / l during step (b).
【請求項6】 工程(c)の後にさらに濃度を上げるた
めに、アルカリ溶液を蒸発させるさらなる工程を有する
請求項5記載の方法。
6. The method of claim 5, further comprising evaporating the alkaline solution after step (c) to further increase the concentration.
【請求項7】 工程(a)のアミノ酸が少なくとも3つ
の炭素原子を含む分子である請求項1の方法。
7. The method of claim 1, wherein the amino acid of step (a) is a molecule containing at least three carbon atoms.
【請求項8】 工程(a)のアミノ酸が、アルギニン、
リシン、ヒドロキシリシン、ヒスチジン、およびこれら
の混合物からなる群から選ばれたものである請求項1の
方法。
8. The method of claim 1, wherein the amino acid in step (a) is arginine,
The method of claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of lysine, hydroxylysine, histidine, and mixtures thereof.
【請求項9】 工程(a)のアミノ酸がリシンであり、
工程(c)で得られる酸がリシン塩酸塩で、リシン1モ
ルあたり塩酸を1から2当量含む請求項1の方法。
9. The amino acid of step (a) is lysine,
2. The method of claim 1 wherein the acid obtained in step (c) is lysine hydrochloride and contains 1 to 2 equivalents of hydrochloric acid per mole of lysine.
【請求項10】 工程(a)でリシンを100〜500
g/lの濃度に濃縮するさらなる工程を有する請求項1
記載の方法。
10. The lysine in the step (a) is 100 to 500.
2. The method of claim 1 further comprising the step of concentrating to a concentration of g / l.
The described method.
【請求項11】 リシンを発酵により製造してから、工
程(a)の電気透析セルへ導入する請求項9の方法。
11. The method of claim 9, wherein lysine is produced by fermentation and then introduced into the electrodialysis cell of step (a).
【請求項12】 工程(c)で得られる消耗した塩溶液
に新しく塩を加えることによって、該消耗塩溶液を強化
・精製し、その強化・精製した塩溶液を該電気透析セル
の該塩室に再循環させるさらなる工程を有する請求項1
記載の方法。
12. The spent salt solution obtained in step (c) is strengthened and purified by adding a new salt, and the strengthened and purified salt solution is added to the salt chamber of the electrodialysis cell. 2. A further step of recirculating to
The described method.
【請求項13】 リシン塩酸塩を製造する方法であっ
て、該方法が(a)有機基質の発酵によってリシン塩溶
液を製造する工程、(b)工程(a)の溶液を濾過して
から陽イオン交換カラムを通し、捕捉されたリシンをア
ンモニア性の塩基溶液で脱離させることによって精製し
たリシン溶液を得る工程、(c)工程(b)の精製溶液
を二つにわけ、その一部分を、アルカリ塩化物の塩を供
給した直流電流による推進力を用いる3隔室式電気透析
セルにおいて酸性化することにより、塩酸塩に転化さ
せ、残りの部分を蒸発器で濃縮する工程、(d)リシン
と塩酸が約1:1の比のリシン塩酸塩溶液を得るため
に、工程(c)の二つの部分をpH調整をしながら合流
させる工程、および、(e)工程(d)で得られる溶液
から、塩酸塩を析出させる工程、の各工程からなる方
法。
13. A method for producing lysine hydrochloride, comprising: (a) a step of producing a lysine salt solution by fermentation of an organic substrate; and (b) filtering the solution of step (a), followed by filtration. A step of obtaining a purified lysine solution by desorbing the captured lysine with an ammoniacal base solution through an ion exchange column, (c) dividing the purified solution of step (b) into two, Converting the hydrochloride salt by acidification in a three-compartment electrodialysis cell using a motive force of a direct current supplied with an alkali chloride salt and concentrating the remainder in an evaporator; (d) lysine Combining the two parts of step (c) with pH adjustment in order to obtain a lysine hydrochloride solution in a ratio of about 1: 1 with hydrochloric acid, and (e) the solution obtained in step (d) To precipitate the hydrochloride A method comprising the steps of:
【請求項14】 工程(e)の結晶化に先だって、工程
(d)からのリシン塩酸塩を陽イオン交換カラムに通し
て、夾雑しているナトリウム、カリウム、カルシウム、
マグネシウムのうちの少なくとも一つの陽イオンを除去
する工程を含む請求項13の方法。
14. Prior to the crystallization of step (e), pass the lysine hydrochloride from step (d) through a cation exchange column to remove contaminating sodium, potassium, calcium,
14. The method of claim 13, including the step of removing at least one cation of magnesium.
【請求項15】 塩酸成分を提供するために用いられる
塩が、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムまたは塩化リ
チウムからなる群から選ばれる請求項13の方法。
15. The method of claim 13, wherein the salt used to provide the hydrochloric acid component is selected from the group consisting of sodium chloride, potassium chloride, or lithium chloride.
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